JP7163413B2

JP7163413B2 - 実装システム

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Publication number: JP7163413B2
Application number: JP2020561996A
Authority: JP
Inventors: 義博安井; 幸宏山下
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Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2022-10-31
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Description

本明細書は、実装システムを開示する。

従来、部品を供給するカセット式の部品供給ユニット（フィーダ）が着脱可能に装着される部品実装機を備える実装システムにおいて、製造ばらつきによって部品の特性にばらつきが生じるＬＥＤなどの発光素子を供給する部品供給ユニットと、その特性のばらつきを調整するための抵抗素子などを供給する部品供給ユニットとを用いるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、発光素子を供給する部品供給ユニットと抵抗素子を供給する部品供給ユニットとの組合せが作業者により部品実装機に装着されると、それらの部品供給ユニットの組合せの可否を判定して、作業者に通知するものとしている。

ＷＯ２０１４／０６１０７２Ａ１

上述した実装システムでは、発光素子を供給する部品供給ユニットと抵抗素子を供給する部品供給ユニットとの組合せを、作業者が準備して部品実装機に配置するため、組合せ対象の各部品供給ユニットを作業者が探す手間が生じることになる。また、作業者が部品供給ユニットの組合せをミスした場合、上述した判定によりミスした旨を作業者に通知することはできるものの、作業者は部品供給ユニットを探し直して再配置する必要があるため、実装開始が遅れて実装作業の効率低下に繋がる場合がある。

本開示は、作業者が部品供給ユニットの組合せを探す手間を省略することで、作業者の負荷を軽減すると共に実装作業の効率低下を抑制することを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の実装システムは、複数の部品供給ユニットから供給された部品を採取して基板に実装する部品実装機と、前記部品供給ユニットを保管する保管庫と、前記部品実装機と前記保管庫との間で前記部品供給ユニットを自動交換するユニット交換装置と、を備える実装システムであって、前記部品供給ユニットには、同一の部品種で特性ランクがユニット単位で異なる特定部品を供給する特定部品供給ユニットと、前記特定部品との組合せで実装される関連部品を供給する関連部品供給ユニットとがあり、前記特定部品の特性ランクと該特性ランクに対応する前記関連部品の部品種との組合せを示す組合せ情報と、前記保管庫に保管されている前記部品供給ユニットの部品種と位置と前記特定部品の特性ランクとを含む保管情報とに基づいて、前記保管庫に保管されている前記部品供給ユニットから前記特定部品供給ユニットと前記関連部品供給ユニットとの組合せを選定する選定部と、前記特定部品供給ユニットと前記関連部品供給ユニットとの組合せを前記保管庫から取り出して前記部品実装機まで搬送するように前記ユニット交換装置を制御する制御部と、を備えることを要旨とする。

本開示の実装システムは、組合せ情報と保管情報とに基づいて、保管庫に保管されている部品供給ユニットから特定部品供給ユニットと関連部品供給ユニットとの組合せを選定し、選定した特定部品供給ユニットと関連部品供給ユニットとを保管庫から取り出して部品実装機まで搬送するようにユニット交換装置を制御する。これにより、作業者が、保管庫から特定部品供給ユニットと関連部品供給ユニットとの組合せを探す必要がないから、作業者の負荷を軽減することができる。また、特定部品供給ユニットと関連部品供給ユニットとの組合せのミスを防止して、実装作業の効率低下を抑制することができる。

部品実装システム１０の構成の概略を示す構成図。部品実装機２０の構成の概略を示す構成図。フィーダ３０の構成の概略を示す構成図。ローダ５０の構成の概略を示す構成図。部品実装システム１０の制御に関する構成図。フィーダ保管庫６０の保管情報ＳＩの一例を示す説明図。組合せ情報ＣＩの一例を示す説明図。フィーダ交換処理ルーチンの一例を示すフローチャート。組合せ対象フィーダの準備処理の一例を示すフローチャート。組合せ対象フィーダの入替処理の一例を示すフローチャート。フィーダ３０の配置の様子の一例を示す説明図。変形例の交換ロボット１５０の一例を示す説明図。

次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態の部品実装システム１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は部品実装機２０の構成の概略を示す構成図であり、図３はフィーダ３０の構成の概略を示す構成図である。また、図４はローダ５０の構成の概略を示す構成図であり、図５は部品実装システム１０の制御に関する構成図である。なお、図１の左右方向がＸ方向であり、前後方向がＹ方向であり、上下方向がＺ方向である。

部品実装システム１０は、図１に示すように、印刷機１２と、印刷検査機１４と、複数の部品実装機２０と、実装検査機（図示略）と、ローダ５０と、フィーダ保管庫６０と、管理装置８０（図５参照）とを備える。印刷機１２は、基板Ｓ上にはんだを印刷する。印刷検査機１４は、印刷機１２で印刷されたはんだの状態を検査する。部品実装機２０は、基板Ｓの搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数並べて設置され、フィーダ３０から供給された部品を基板Ｓに実装する。実装検査機は、部品実装機２０で実装された部品の実装状態を検査する。ローダ５０は、複数の部品実装機２０に対して必要なフィーダ３０を補給したり部品実装機２０から使用済みのフィーダ３０を回収したりする。フィーダ保管庫６０は、部品実装機２０で使用予定のフィーダ３０や使用済みのフィーダ３０を保管する。管理装置８０は、システム全体を管理する。印刷機１２と印刷検査機１４と複数の部品実装機２０と実装検査機は、この順番で基板Ｓの搬送方向に並べて設置されて生産ラインを構成する。フィーダ保管庫６０は、この生産ライン内に、最も上流側の部品実装機２０と印刷検査機１４との間に設置されている。

部品実装機２０は、図２に示すように、基板ＳをＸ方向に搬送する基板搬送装置２１と、部品を吸着する吸着ノズルを有するヘッド２２と、ヘッド２２をＸＹ方向に移動させるヘッド移動機構２３と、吸着ノズルに吸着された部品を下方から撮像するパーツカメラ２５とを備える。また、部品実装機２０は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され装置全体を制御する実装制御装置２８（図５参照）を備える。実装制御装置２８は、パーツカメラ２５により撮像された画像を入力したり、基板搬送装置２１やヘッド２２、ヘッド移動機構２３などに駆動信号を出力したりする。また、部品実装機２０は、前方にフィーダ３０を取り付け可能な上下２つのエリアを有する。上のエリアはヘッド２２に部品を供給可能な供給エリア２０Ａであり、下のエリアは部品を供給不能でフィーダ３０をストック可能なバッファエリア２０Ｂである。供給エリア２０Ａとバッファエリア２０Ｂには、側面視がＬ字状に形成され、数十本程度などの所定数のフィーダ３０が配置されるフィーダ台４０が設けられている。なお、供給エリア２０Ａの方がバッファエリア２０Ｂよりもフィーダ３０の配置数が多くなるようにフィーダ台４０を構成してもよい。

フィーダ３０は、図３に示すように、テープが巻回されたテープリール３２と、テープリール３２からテープを送り出すテープ送り機構３３と、２本の位置決めピン３４を有するコネクタ３５と、下端に設けられたレール部材３７と、フィーダ制御装置３９（図５参照）とを備える。また、フィーダ台４０は、図２に示すように、フィーダ３０のレール部材３７が挿入可能な間隔でＸ方向に複数配列されたスロット４２と、２つの位置決め穴４４と、２つの位置決め穴４４の間に設けられたコネクタ４５とを備える。フィーダ台４０のスロット４２にフィーダ３０のレール部材３７が挿入されて、フィーダ３０の２本の位置決めピン３４が２つの位置決め穴４４に挿入されると、コネクタ３５とコネクタ４５が接続される。フィーダ制御装置３９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、テープ送り機構３３に駆動信号を出力する。フィーダ制御装置３９は、コネクタ３５，４５の接続を介してフィーダ３０の取付先の制御部（実装制御装置２８や管理装置８０など）と通信可能となる。

ローダ５０は、図１に示すように、複数の部品実装機２０の前面およびフィーダ保管庫６０の前面に基板の搬送方向（Ｘ方向）に対して平行に設けられたＸ軸レール１８に沿って移動可能となっている。なお、図２では、Ｘ軸レール１８の図示を省略した。ローダ５０は、図４，図５に示すように、ローダ移動機構５１と、フィーダ移載機構５３と、エンコーダ５７と、ローダ制御装置５９とを備える。ローダ移動機構５１は、Ｘ軸レール１８に沿ってローダ５０を移動させるものであり、駆動用ベルトを駆動するサーボモータなどのＸ軸モータ５２ａと、Ｘ軸レール１８に沿ったローダ５０の移動をガイドするガイドローラ５２ｂとを備える。フィーダ移載機構５３は、フィーダ３０を部品実装機２０やフィーダ保管庫６０に移載するものであり、フィーダ３０をクランプするクランプ部５４と、Ｙ軸モータ５５ａの駆動によりクランプ部５４をＹ軸ガイドレール５５ｂに沿って前後方向（Ｙ方向）に移動させるＹ軸スライダ５５とを備える。フィーダ移載機構５３は、２つのＹ軸スライダ５５を備え、複数のクランプ部５４により複数のフィーダ３０を同時に移載可能となっている。各Ｙ軸スライダ５５は、例えばそれぞれ２本ずつのフィーダ３０を一度に移載可能となっている。また、フィーダ移載機構５３は、クランプ部５４およびＹ軸スライダ５５がスライド可能に取り付けられたスライドベース５６を、Ｚ軸ガイドレール５６ｂに沿って上下方向（Ｚ方向）に移動させるＺ軸モータ５６ａを備える。エンコーダ５７は、ローダ５０のＸ方向の移動位置を検出する。ローダ制御装置５９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されている。ローダ制御装置５９は、エンコーダ５７からの検知信号を入力し、ローダ移動機構５１（Ｘ軸モータ５２ａ）やフィーダ移載機構５３（クランプ部５４、Ｙ軸モータ５５ａ、Ｚ軸モータ５６ａ）に駆動信号を出力する。

ローダ制御装置５９は、フィーダ３０の自動交換を行う場合、まず、Ｘ軸モータ５２ａを制御して、自動交換を行う部品実装機２０のスロット４２までローダ５０を移動させる。また、ローダ制御装置５９は、供給エリア２０Ａとの間で自動交換を行う場合には上部移載エリア５０Ａにスライドベース５６（Ｙ軸スライダ５５）を移動させ、バッファエリア２０Ｂとの間で自動交換を行う場合には下部移載エリア５０Ｂにスライドベース５６を移動させる。ローダ制御装置５９は、クランプ部５４でフィーダ３０をクランプした状態でＹ軸スライダ５５を部品実装機２０側（後方）へ移動させてフィーダ３０（レール部材３７）をスロット４２に挿入し、クランプを解除してフィーダ３０をフィーダ台４０に取り付ける。また、ローダ制御装置５９は、Ｙ軸スライダ５５を部品実装機２０側へ移動させてフィーダ台４０に取り付けられているフィーダ３０をクランプ部５４でクランプしてから、Ｙ軸スライダ５５を前方へ移動させることで、フィーダ３０をフィーダ台４０から取り外してローダ５０内に回収する。

フィーダ保管庫６０は、部品実装機２０のフィーダ台４０と同じ構成のフィーダ台が設けられており、ローダ５０によりフィーダ３０の着脱が可能である。また、フィーダ保管庫６０には、基板ＳをＸ方向に搬送する基板搬送装置６２が設けられており、印刷検査機１４から基板Ｓを受け取って隣接する部品実装機２０に受け渡すことができる。

管理装置８０は、図５に示すように、周知のＣＰＵ８０ａやＲＯＭ８０ｂ、ＨＤＤ８０ｃ、ＲＡＭ８０ｄなどで構成され、ＬＣＤなどのディスプレイ８２と、キーボードやマウスなどの入力デバイス８４とを備える。管理装置８０は、ＨＤＤ８０ｃやＲＡＭ８０ｄなどに、基板Ｓのジョブ（生産ジョブ）に関する情報やフィーダ３０に関する情報などを記憶している。ジョブには、各部品実装機２０においてどの部品種の部品をどういう実装順で基板Ｓに実装するか、また、そのように実装した基板Ｓを何枚作製するかなどが定められている。また、管理装置８０は、有線または無線により、実装制御装置２８やローダ制御装置５９、印刷機１２や印刷検査機１４の各制御装置などと通信可能に接続される。管理装置８０は、実装制御装置２８から部品実装機２０の実装状況に関する情報や着脱されたフィーダ３０に関する情報を受信したり、ローダ制御装置５９からローダ５０の駆動状況に関する情報を受信したりする。管理装置８０は、部品実装機２０のフィーダ台４０に取り付けられたフィーダ３０やフィーダ台４０から取り外されたフィーダ３０に関する情報を実装制御装置２８から受信すると、その部品実装機２０のフィーダ配置情報を更新する。また、管理装置８０は、フィーダ保管庫６０の基板搬送装置６２に駆動信号を出力して基板搬送装置６２に基板Ｓを搬送させる。また、管理装置８０は、フィーダ保管庫６０のフィーダ台に取り付けられたフィーダ３０のフィーダ制御装置３９とコネクタ３５，４５を介して通信可能に接続され、フィーダ台に着脱されたフィーダ３０に関する情報を取得すると、フィーダ保管庫６０の保管情報ＳＩを更新する。

ここで、図６はフィーダ保管庫６０の保管情報ＳＩの一例を示す説明図である。保管情報ＳＩは、フィーダ保管庫６０に各フィーダ３０が配置（保管）されているスロット位置（番号）を示す位置情報と、フィーダＩＤ（識別情報）や部品種、部品残量などのフィーダ情報と、輝度ランク情報などが含まれる。輝度ランク情報は、後述する組合せ情報ＣＩで定められているＬＥＤの輝度ランクが登録されている。管理装置８０は、保管情報ＳＩをＨＤＤ８０ｃやＲＡＭ８０ｄなどの記憶部に記憶する。また、管理装置８０は、各部品実装機２０の供給エリア２０Ａやバッファエリア２０Ｂにおいて、保管情報ＳＩと同様な情報を含むフィーダ３０の配置情報を記憶部に記憶する。なお、実装制御装置２８は、部品実装機２０の供給エリア２０Ａやバッファエリア２０Ｂにおけるフィーダ３０の配置情報をＲＡＭなどの記憶部に記憶する。

また、図７は組合せ情報ＣＩの一例を示す説明図である。この組合せ情報ＣＩは、発光素子（ここではＬＥＤ）と、基板Ｓに実装されてＬＥＤに電気的に接続される抵抗素子（ここでは抵抗Ｒ１，Ｒ２）の部品種との組合せを定めたリストである。これらのＬＥＤと抵抗Ｒ１，Ｒ２とは、グループデバイスとして組合せで実装されるものであり、組合せ部品ともいう。ＬＥＤは、製造のばらつきなどにより、同じ部品種ＬＥＤ１で輝度ランクが異なるものがあり、例えば輝度Ａ１～Ａ３などの複数の輝度ランクに分けることができる。なお、フィーダ単位ではＬＥＤの輝度ランクは揃えてあり、ＬＥＤを供給する１のフィーダ３０内には同じ輝度ランクのＬＥＤが収容されている。このようなＬＥＤと抵抗Ｒ１，Ｒ２との組合せが基板Ｓに実装されてＬＥＤに供給される電流を調整することで、輝度ランクに拘わらずＬＥＤが所定輝度で発光するようにしている。そのため、抵抗Ｒ１，Ｒ２などの抵抗素子は、ＬＥＤの輝度ランクに応じて異なる抵抗値のものを用いる必要がある。図７では、組合せ情報ＣＩの一例として、同じ部品種ＬＥＤ１の輝度ランクとそれに対応する抵抗Ｒ１，Ｒ２の部品種との組合せ１～３を示す。管理装置８０は、この組合せ情報ＣＩをＨＤＤ８０ｃやＲＡＭ８０ｄなどの記憶部に記憶する。

次に、こうして構成された部品実装システム１０における動作を説明する。図８はフィーダ交換処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、例えば部品実装機２０で実装処理が実行されている場合に、管理装置８０のＣＰＵ８０ａが、実装制御装置２８やローダ制御装置５９と通信しながら実行する。ＣＰＵ８０ａは、まず、部品実装機２０の供給エリア２０Ａに部品切れの近いフィーダ３０があるか否かを判定し（Ｓ１００）、部品切れの近いフィーダ３０がないと判定すると、Ｓ１５０に進む。なお、ＣＰＵ８０ａは、供給エリア２０Ａのフィーダ配置情報で部品残量が所定数以下のフィーダ３０がある場合に、Ｓ１００で部品切れの近いフィーダ３０があると判定する。ＣＰＵ８０ａは、部品切れの近いフィーダ３０があると判定すると、同じ部品種のフィーダ３０がバッファエリア２０Ｂにないか否かを判定し（Ｓ１１０）、バッファエリア２０Ｂにあると判定すると、Ｓ１５０に進む。ＣＰＵ８０ａは、同じ部品種のフィーダ３０がバッファエリア２０Ｂにないと判定すると、さらに、そのフィーダ３０がＬＥＤのフィーダ３０であるか否かを判定する（Ｓ１２０）。

ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１２０でＬＥＤのフィーダ３０であると判定すると、図９に示す組合せ対象フィーダの準備処理を実行して（Ｓ１３０）、Ｓ１５０に進む。一方、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１２０でＬＥＤのフィーダ３０でないと判定すると、他のフィーダ３０の準備処理を実行して（Ｓ１４０）、Ｓ１５０に進む。なお、部品切れの近いフィーダ３０が、組合せ部品以外の通常部品のフィーダ３０や、組合せ部品のうち抵抗Ｒ１，Ｒ２のフィーダ３０である場合に、Ｓ１４０の準備処理が実行される。ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１４０では、保管情報ＳＩを参照して部品切れの近い部品種の新たなフィーダ３０を選定する。そして、ＣＰＵ８０ａは、選定したフィーダ３０をフィーダ保管庫６０から取り出し部品実装機２０まで搬送してバッファエリア２０Ｂに配置するようにローダ制御装置５９に指示を出力することで、ローダ５０に新たなフィーダ３０を準備させる。

次に、ＣＰＵ８０ａは、部品実装機２０の供給エリア２０Ａで部品切れのフィーダ３０が発生したか否かを判定し（Ｓ１５０）、部品切れのフィーダ３０が発生していないと判定すると、フィーダ交換処理ルーチンを終了する。また、ＣＰＵ８０ａは、部品切れのフィーダ３０が発生したと判定すると、そのフィーダ３０がＬＥＤのフィーダ３０であるか否かを判定する（Ｓ１６０）。

ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１６０でＬＥＤのフィーダ３０であると判定すると、図１０に示す組合せ対象フィーダの入替処理を実行して（Ｓ１７０）、フィーダ交換処理ルーチンを終了する。一方、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１６０でＬＥＤのフィーダ３０でないと判定すると、他のフィーダ３０の入替処理を実行して（Ｓ１８０）、フィーダ交換処理ルーチンを終了する。部品切れのフィーダ３０が、組合せ部品以外の通常部品のフィーダ３０や組合せ部品のうち抵抗Ｒ１，Ｒ２のフィーダ３０である場合には、Ｓ１８０の入替処理が実行される。ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１８０では、バッファエリア２０Ｂの配置情報を参照して部品切れのフィーダ３０と同じ部品種の新たなフィーダ３０を選定する。続いて、ＣＰＵ８０ａは、部品切れのフィーダ３０と新たなフィーダ３０とを入れ替えて新たなフィーダ３０を供給エリア２０Ａの適切位置に配置するようにローダ制御装置５９に指示を出力することで、ローダ５０にフィーダ３０を入れ替えさせる。なお、供給エリア２０Ａに配置されるフィーダ３０は、部品の実装順序や採取効率などを考慮して、実装処理に適した並びのスロット位置が定められており、そのスロット位置を適切位置という。

以下、図９の組合せ対象フィーダの準備処理と、図１０の組合せ対象フィーダの入替処理を説明する。また、図１１はフィーダ３０の配置の様子の一例を示す説明図である。図１１Ａでは、上述した組合せ１の各フィーダ３０、即ち輝度ランクＡ１の部品種ＬＥＤ１のフィーダ３０と、部品種ＲＥ１１の抵抗Ｒ１のフィーダ３０と、部品種ＲＥ２１の抵抗Ｒ２のフィーダ３０とが供給エリア２０Ａに配置されている。また、輝度ランクＡ１の部品種ＬＥＤ１のフィーダ３０が部品切れが近いものとする。

図９では、ＣＰＵ８０ａは、保管情報ＳＩと組合せ情報ＣＩからフィーダ保管庫６０内のＬＥＤ（ＬＥＤ１）のフィーダ３０と抵抗（抵抗Ｒ１，Ｒ２）のフィーダ３０との組合せを選定する（Ｓ２００）。例えば、図６の保管情報ＳＩの場合、組合せ２の各フィーダ３０、即ち、位置００３，００６，００８に配置されている輝度ランクＡ２の部品種ＬＥＤ１のフィーダ３０と、部品種ＲＥ１２，部品種ＲＥ２２の各フィーダ３０とが選定される。なお、例えば組合せ３などの他の組合せのフィーダ３０がフィーダ保管庫６０に配置されている場合、ＣＰＵ８０ａはいずれかの組合せを適宜選定すればよい。次に、ＣＰＵ８０ａは、組合せ部品（ＬＥＤおよび抵抗）の各フィーダ３０をフィーダ保管庫６０から取り出して部品実装機２０まで搬送するようにローダ制御装置５９に指示を出力し（Ｓ２１０）、ローダ５０に各フィーダ３０を搬送させる。そして、ＣＰＵ８０ａは、各フィーダ３０の適切位置の下方に対応するバッファエリア２０Ｂのスロット位置に各フィーダ３０をそれぞれ配置するようにローダ制御装置５９に指示を出力し（Ｓ２２０）、ローダ５０に各フィーダ３０を配置させて、組合せ対象フィーダの準備処理を終了する。

これらの処理により、各フィーダ３０が供給エリア２０Ａの各適切位置の下方に対応するバッファエリア２０Ｂのスロット位置に配置される。このため、図１１Ｂに示すように、輝度ランクＡ１の部品種ＬＥＤ１のフィーダ３０の下方に輝度ランクＡ２の部品種ＬＥＤ１のフィーダ３０が配置され、部品種ＲＥ１１のフィーダ３０の下方に部品種ＲＥ１２のフィーダ３０が配置され、部品種ＲＥ２１のフィーダ３０の下方に部品種ＲＥ２２のフィーダ３０が配置されることになる。

また、図１０では、ＣＰＵ８０ａは、供給エリア２０Ａで部品切れとなったＬＥＤのフィーダ３０と、バッファエリア２０Ｂに準備されたＬＥＤのフィーダ３０とを上下で入れ替えるようにローダ制御装置５９に指示を出力し（Ｓ３００）、ローダ５０に各フィーダ３０を入れ替えさせる。また、ＣＰＵ８０ａは、供給エリア２０Ａで部品切れとなったＬＥＤとの組合せで使用される抵抗の各フィーダ３０と、バッファエリア２０Ｂに準備された抵抗の各フィーダ３０とを上下で入れ替えるようにローダ制御装置５９に指示を出力し（Ｓ３１０）、ローダ５０に各フィーダ３０を入れ替えさせる。

これらの処理により、図１１Ｃに示すように、組合せ２の輝度ランクＡ２の部品種ＬＥＤ１のフィーダ３０と、部品種ＲＥ１２，ＲＥ２２の各フィーダ３０とが供給エリア２０Ａに配置される。また、部品切れとなった輝度ランクＡ１の部品種ＬＥＤ１のフィーダ３０と、部品種ＲＥ１１，ＲＥ２１の各フィーダ３０とがバッファエリア２０Ｂに配置される。部品種ＲＥ１１，ＲＥ２１の各フィーダ３０は、輝度ランクＡ１の部品種ＬＥＤ１のフィーダ３０との組合せで使用されるから、フィーダ３０内に部品が残存していても、同時に交換される。また、バッファエリア２０Ｂに準備されたＬＥＤのフィーダ３０や抵抗の各フィーダ３０は、適切位置の下方に配置されているから、ローダ５０はバッファエリア２０Ｂからフィーダ３０を取り外した後、Ｘ方向（左右方向）に移動することなく、速やかに供給エリア２０Ａの適切位置に配置することができる。なお、Ｓ３００，Ｓ３１０の順序はこの順に限られず、逆の順であってもよい。そして、ＣＰＵ８０ａは、部品切れのＬＥＤのフィーダ３０と、そのフィーダ３０と組合せで使用された抵抗のフィーダ３０とをフィーダ保管庫６０に搬送して保管するようにローダ制御装置５９に指示を出力し（Ｓ３３０）、ローダ５０に各フィーダ３０を搬送させて、組合せ対象フィーダの入替処理を終了する。

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のフィーダ３０が部品供給ユニットに相当し、部品実装機２０が部品実装機に相当し、フィーダ保管庫６０が保管庫に相当し、ローダ５０がユニット交換装置に相当し、ＬＥＤのフィーダ３０が特定部品供給ユニットに相当し、抵抗のフィーダ３０が関連部品供給ユニットに相当し、保管情報ＳＩが保管情報に相当し、組合せ情報ＣＩが組合せ情報に相当する。また、組合せ対象フィーダの準備処理のＳ２００を実行する管理装置８０のＣＰＵ８０ａが選定部に相当し、組合せ対象フィーダの準備処理のＳ２１０，Ｓ２２０を実行するＣＰＵ８０ａとローダ制御装置５９とが制御部に相当し、部品実装システム１０が部品実装システムに相当する。供給エリア２０Ａが供給可能エリアに相当し、バッファエリア２０Ｂが供給不能エリアに相当する。

以上説明した部品実装システム１０では、保管情報ＳＩと組合せ情報ＣＩとに基づいて、フィーダ保管庫６０から、ＬＥＤのフィーダ３０と、そのＬＥＤのフィーダ３０の輝度ランクに対応する抵抗のフィーダ３０との組合せを選定する。そして、選定したＬＥＤのフィーダ３０と抵抗のフィーダ３０とをフィーダ保管庫６０から取り出し部品実装機２０まで搬送して配置するようにローダ５０を制御する。これにより、ディスプレイ８２などに表示される保管情報ＳＩや組合せ情報ＣＩなどを作業者が参照しながらフィーダ３０の組合せを探す必要がないため、作業者の負荷を軽減すると共に、フィーダ３０の組合せの配置ミスを防止して実装作業の効率低下を抑制することができる。

また、部品実装システム１０では、ＬＥＤのフィーダ３０の部品切れが予想される場合に、同一の部品種のＬＥＤのフィーダ３０と抵抗のフィーダ３０との組合せを選定し、フィーダ保管庫６０から部品実装機２０まで搬送してバッファエリア２０Ｂに配置するようにローダ５０を制御する。このため、ＬＥＤのフィーダ３０が部品切れとなった場合に、ＬＥＤのフィーダ３０と抵抗のフィーダ３０との組合せを速やかに入れ替えることができるから、実装作業の効率向上を図ることができる。

また、部品実装システム１０では、供給エリア２０Ａ内のＬＥＤのフィーダ３０の適切位置の下方に対応するバッファエリア２０Ｂのスロット位置に、ＬＥＤのフィーダ３０を配置すると共に、供給エリア２０Ａ内の抵抗のフィーダ３０の適切位置の下方に対応するバッファエリア２０Ｂのスロット位置に、抵抗のフィーダ３０を配置するようにローダ５０を制御する。このため、ＬＥＤのフィーダ３０と抵抗部品のフィーダ３０との組合せを入れ替える際に、ローダ５０がフィーダ３０の並びの方向への移動量を抑えて、入替作業を効率よく行うことができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、供給エリア２０Ａとバッファエリア２０Ｂとの間でＬＥＤのフィーダ３０と抵抗のフィーダ３０との組合せの入れ替えをローダ５０が行うものとしたが、これに限られず、作業者が行うものとしてもよい。

実施形態では、ＬＥＤのフィーダ３０と抵抗のフィーダ３０とを供給エリア２０Ａの各適切位置に対応するバッファエリア２０Ｂのスロット位置に配置するものとしたが、これに限られず、バッファエリア２０Ｂの任意のスロット位置に配置するものとしてもよい。

実施形態では、Ｓ１３０の組合せ対象フィーダの準備処理をＬＥＤのフィーダ３０の部品切れが予想される場合に行うものとしたが、これに限られず、ＬＥＤのフィーダ３０の部品切れが発生した場合やジョブが切り替わる場合など、ＬＥＤのフィーダ３０を新たに配置する必要が生じた場合に行うものであればよい。部品切れが発生した場合に行うものでは、ＬＥＤのフィーダ３０と抵抗のフィーダ３０との組合せをバッファエリア２０Ｂに配置せず、部品切れのフィーダ３０と自動交換して供給エリア２０Ａに配置するものなどとしてもよい。また、そのようにする場合には、部品実装機２０がバッファエリア２０Ｂを備えないものなどとしてもよい。

実施形態では、供給エリア２０Ａの下方にバッファエリア２０Ｂが配置されるものとしたが、これに限られず、供給エリア２０Ａの上方にバッファエリア２０Ｂが配置されるものとしてもよい。そのようにする場合、供給エリア２０Ａの適切位置に上方に対応するバッファエリア２０Ｂのスロット位置にフィーダ３０を配置するものなどとすればよい。

実施形態では、ユニット交換装置としてＸ方向に移動するローダ５０を例示したが、これに限られるものではない。図１２の変形例では、垂直多関節型のロボットアーム１５２と、ロボットアーム１５２の先端に取り付けられるエンドエフェクタとしてのチャック１５４とを備える交換ロボット１５０により、フィーダ３０を自動交換するものを示す。この変形例では、図示は省略するが、フィーダ３０を保管するフィーダ保管庫を部品実装機２０の前方に対向するように配置し、フィーダ保管庫と部品実装機２０との間に交換ロボット１５０を配置する。交換ロボット１５０は、フィーダ保管庫と部品実装機２０との間で向きを反転しながらフィーダ３０を入れ替えて自動交換を行う。交換ロボット１５０やフィーダ保管庫は、例えば数台（２～３台など）の部品実装機２０毎に１台ずつ設けられるものとしてもよい。あるいは、交換ロボット１５０がＸ軸方向に敷設されたレール上を走行可能に構成されるものとしてもよい。なお、垂直多関節型に限られず、水平多関節ロボットや直交ロボット、パラレルリンクロボットによりフィーダ３０を自動交換してもよいし、ＡＧＶ（無人搬送車）によりフィーダ３０を自動搬送して自動交換してもよい。

実施形態では、ＬＥＤと抵抗の組合せとして、ＬＥＤが１つで抵抗が２つの組合せを例示したが、これに限られず、ＬＥＤと抵抗がそれぞれ複数の組合せなどとしてもよい。また、発光素子としてＬＥＤを例示したが、これに限られず、半導体レーザや有機ＥＬなどの他の発光素子を用いてもよい。また、発光素子と抵抗素子との組合せに限られず、同一の部品種で特性ランクが異なる特定部品と、特性ランクを調整するために特定部品との組合せで実装される関連部品との組合せであってもよい。あるいは、特定部品と、特定部品との組合せで実装される関連部品との組合せであれば、関連部品が特性ランクを調整するためのものに限られず、如何なる部品としてもよい。

ここで、本開示の実装システムは、以下のように構成してもよい。本開示の実装システムにおいて、前記部品実装機は、前記部品供給ユニットが部品を供給可能な供給可能エリアと、前記部品供給ユニットが部品を供給不能な供給不能エリアとが上下に並んで設けられており、前記選定部は、前記供給可能エリアの前記特定部品供給ユニットの部品切れが予想される場合に、同一の部品種の前記特定部品供給ユニットと、該特定部品供給ユニットの前記特定ランクに対応する前記関連部品の前記関連部品供給ユニットとの組合せを選定し、前記制御部は、前記特定部品供給ユニットと前記関連部品供給ユニットとの組合せを前記供給不能エリアに配置するように前記ユニット交換装置を制御するものとしてもよい。こうすれば、特定部品供給ユニットが部品切れとなった場合に、特定部品供給ユニットと関連部品供給ユニットとの組合せを速やかに入れ替えることができるから、実装作業の効率向上を図ることができる。

本開示の実装システムにおいて、前記部品実装機は、前記供給可能エリア内で実装処理に適した適切位置が前記部品供給ユニット毎にそれぞれ定められており、前記制御部は、前記供給可能エリア内の前記特定部品供給ユニットの前記適切位置に上下方向に対応する前記供給不能エリア内の位置に、前記選定された前記特定部品供給ユニットを配置すると共に、前記供給可能エリア内の前記関連部品供給ユニットの前記適切位置に上下方向に対応する前記供給不能エリア内の位置に、前記選定された前記関連部品供給ユニットを配置するように前記ユニット交換装置を制御するものとしてもよい。こうすれば、供給可能エリアと供給不能エリアとの間で特定部品供給ユニットと関連部品供給ユニットとの組合せを入れ替える際に、上下方向で互いの配置位置を入れ替えればよいから、入替作業を効率よく行うことができる。

本開示の実装システムにおいて、前記制御部は、前記供給可能エリアの前記特定部品供給ユニットの部品切れが発生した場合に、前記供給可能エリアに配置されている部品切れの前記特定部品供給ユニットと前記関連部品供給ユニットとの組合せと、前記供給不能エリアに配置されている前記特定部品供給ユニットと前記関連部品供給ユニットとの組合せとを自動交換するように前記ユニット交換装置を制御するものとしてもよい。こうすれば、特定部品供給ユニットが部品切れとなった場合に、特定部品供給ユニットと関連部品供給ユニットとの組合せをより速やかに入れ替えることができる。

本開示の実装システムにおいて、前記特定部品は、前記特性ランクとして輝度ランクが異なる発光素子であり、前記関連部品は、前記発光素子に電気的に接続される抵抗素子であるものとしてもよい。発光素子は、製造ばらつきなどにより輝度ランクの差が生じる一方で、製品として使用される際に発光の輝度を所定輝度に揃えることが要求されるから、本開示の内容を適用する意義が高いものとなる。

本発明は、部品実装システムの製造産業などに利用可能である。

１０部品実装システム、１２印刷機、１４印刷検査機、１８Ｘ軸レール、２０部品実装機、２０Ａ供給エリア、２０Ｂバッファエリア、２１基板搬送装置、２２ヘッド、２３ヘッド移動機構、２５パーツカメラ、２８実装制御装置、３０フィーダ、３２テープリール、３３テープ送り機構、３４位置決めピン、３５コネクタ、３７レール部材、３９フィーダ制御装置、４０フィーダ台、４２スロット、４４位置決め穴、４５コネクタ、５０ローダ、５０Ａ上部移載エリア、５０Ｂ下部移載エリア、５１ローダ移動機構、５２ａＸ軸モータ、５２ｂガイドローラ、５３フィーダ移載機構、５４クランプ部、５５Ｙ軸スライダ、５５ａＹ軸モータ、５５ｂＹ軸ガイドレール、５６スライドベース、５６ａＺ軸モータ、５６ｂＺ軸ガイドレール、５７エンコーダ、５９ローダ制御装置、６０フィーダ保管庫、６２基板搬送装置、８０管理装置、８０ａＣＰＵ、８０ｂＲＯＭ、８０ｃＨＤＤ、８０ｄＲＡＭ、８２ディスプレイ、８４入力デバイス、１５０交換ロボット、１５２ロボットアーム、１５４チャック、ＣＩ組合せ情報、Ｓ基板、ＳＩ保管情報。

Claims

複数の部品供給ユニットから供給された部品を採取して基板に実装する部品実装機と、前記部品供給ユニットを保管する保管庫と、前記部品実装機と前記保管庫との間で前記部品供給ユニットを自動交換するユニット交換装置と、を備える実装システムであって、
前記部品供給ユニットには、同一の部品種で特性ランクがユニット単位で異なる特定部品を供給する特定部品供給ユニットと、前記特定部品との組合せで実装される関連部品を供給する関連部品供給ユニットとがあり、
前記部品実装機に供給された前記特定部品供給ユニットの部品切れが予想される場合に、前記特定部品の特性ランクと該特性ランクに対応する前記関連部品の部品種との組合せを示す組合せ情報と、前記保管庫に保管されている前記部品供給ユニットの部品種と位置と前記特定部品の特性ランクとを含む保管情報とに基づいて、前記保管庫に保管されている前記部品供給ユニットの中から前記特定部品供給ユニットと前記関連部品供給ユニットとの組合せを選定する選定部と、
選定された前記特定部品供給ユニットと前記関連部品供給ユニットとの組合せを前記保管庫から取り出して前記部品実装機まで搬送するように前記ユニット交換装置を制御する制御部と、
を備える実装システム。
請求項１に記載の実装システムであって、
前記部品実装機は、前記部品供給ユニットが部品を供給可能な供給可能エリアと、前記部品供給ユニットが部品を供給不能な供給不能エリアとが上下に並んで設けられており、
前記選定部は、前記供給可能エリアの前記特定部品供給ユニットの部品切れが予想される場合に、同一の部品種の前記特定部品供給ユニットと、該特定部品供給ユニットの前記特性ランクに対応する前記関連部品の前記関連部品供給ユニットとの組合せを選定し、
前記制御部は、前記特定部品供給ユニットと前記関連部品供給ユニットとの組合せを前記供給不能エリアに配置するように前記ユニット交換装置を制御する
実装システム。
請求項２に記載の実装システムであって、
前記部品実装機は、前記供給可能エリア内で実装処理に適した適切位置が前記部品供給ユニット毎にそれぞれ定められており、
前記制御部は、前記供給可能エリア内の前記特定部品供給ユニットの前記適切位置に上下方向に対応する前記供給不能エリア内の位置に、前記選定された前記特定部品供給ユニットを配置すると共に、前記供給可能エリア内の前記関連部品供給ユニットの前記適切位置に上下方向に対応する前記供給不能エリア内の位置に、前記選定された前記関連部品供給ユニットを配置するように前記ユニット交換装置を制御する
実装システム。
請求項２または３に記載の実装システムであって、
前記制御部は、前記供給可能エリアの前記特定部品供給ユニットの部品切れが発生した場合に、前記供給可能エリアに配置されている部品切れの前記特定部品供給ユニットと前記関連部品供給ユニットとの組合せと、前記供給不能エリアに配置されている前記特定部品供給ユニットと前記関連部品供給ユニットとの組合せとを自動交換するように前記ユニット交換装置を制御する
実装システム。
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の実装システムであって、
前記特定部品は、前記特性ランクとして輝度ランクが異なる発光素子であり、
前記関連部品は、前記発光素子に電気的に接続される抵抗素子である
実装システム。